Dissertation defense (December 04, 2020): Fernando Pereira Gonçalves de Sá

Student: Fernando Pereira Gonçalves de Sá

Title:Detecção de Anomalias em Turbinas Eólicas utilizando Modelos baseados em Dados

Advisors: Diego Nunes Brandão (advisor), Rodrigo Franco Toso (co-advisor)

Committee: Diego Nunes Brandão (president), Rodrigo Franco Toso (Microsoft AI & Research), Anderson de Rezende Rocha (UNICAMP), Diego Barreto Haddad (CEFET/RJ)

Day/Time:  December 04, 2020 / 14h.

Room: https://us02web.zoom.us/j/82318000409?pwd=ajR2R0pMcytyR1VCa1BYdzVuLzFUUT09

Abstract: Nos últimos anos, a energia eólica tornou-se tendência na substituição da matriz energética baseada em recursos não-renováveis. A produção dessa energia limpa é realizada pela turbina eólica, cuja operação reúne diferentes componentes que atuam na conversão da energia cinética do vento em energia elétrica. Contudo, a turbina eólica é uma máquina complexa de custo elevado, constantemente submetida a diferentes pressões que podem lhe causar falhas em algum momento. Neste contexto, o monitoramento contínuo dos diferentes componentes de uma turbina eólica permite a aplicação de técnicas de prognóstico de falhas baseadas na detecção de anomalias no sistema. Detecção, diagnóstico e prognóstico de falhas compreendem um conjunto de técnicas que garantem a confiabilidade, a segurança e a viabilidade econômica de um sistema. A presença de anomalias é o indício de que a saúde do sistema que compõe a turbina eólica está se deteriorando em função do tempo de operação, cuja evolução pode resultar brevemente em uma falha, quando ocorre a paralisação da produção de energia elétrica e são registrados muitas vezes danos irreversíveis no sistema. Diferentes técnicas foram desenvolvidas com o propósito de identificar essas anomalias. Neste trabalho, discutimos duas abordagens com esse propósito. Abordamos a detecção, diagnóstico e prognóstico de falhas baseados na classificação semi-supervisionada em uma configuração na qual o algoritmo de otimização multiobjetivo Algoritmo Genético de Ordenação não-dominante II (NSGA II) realiza a seleção automática de características e parâmetros de processamento. Uma segunda abordagem processou a detecção e diagnósstico de falhas baseadas na classificação de componentes em processo de pré-falha realizada pelos modelos ocultos de Markov. Ambas as abordagens mostraram-se eficientes em seus objetivos, considerando o processamento de um conjunto de dados reais imperfeito e de elevada dimensionalidade, que demandou diferentes métodos de pré-processamento. O Fluxo de Trabalho 1 apresentou resultados 13% superiores em relação ao trabalho de referência. Já o Fluxo de Trabalho 2, obteve F-score de até 0,89 no processamento da classificação multiclasse.

Dissertation

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